1 Функциональная схема сар положения

Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке 1:

Рис 1. Функциональная схема САР

На рисунке:

РП – регулятор положения

ДП – датчик положения

РС –регулятор скорости

ДС – датчик скорости (тахогенератор)

ДТ – датчик тока

РТ – регулятор тока

ТП – тиристорный преобразователь

ДВ – двигатель

Редуктор

Механизм

2 Выбор мощности электродвигателя

Выбор мощности электродвигателя произведём по методу эквивалентных величин.

Мощность выбираемого электродвигателя должна удовлетворять условию:

Где Рдв – мощность двигателя

Fсмах – максимальная сила сопротивления

Vмах – максимальная скорость перемещения механизма

ред – КПД редуктора

Рдв >= 1000*0.5/0.2²>= 12500 Вт

По справочнику выбираем электродвигатель с номинальной мощностью не менее 12500 Вт:

ДПТ с НВ 2ПН160МГУХЛ4 на 220 В со встроенным тахогенератором ТС-1М.

Наименование параметра	Значение
Частота вращения, n, об/мин	2120
Мощность номинальная Рн, Вт	13000
Ток номинальный Iн , А	50
Момент номинальный Мн , Н м	59
КПД, %	85,5
Частота вращения мах nmax, об/мин	4000
Момент инерции, кг*м^2	0,3
Число пар полюсов, 2p	4
Сопротивление якоря, Rя, Ом	0,081
Сопротивление дополнительной обмотки , Rд, Ом	0,056
Индуктивность якоря, Lя, мГн	2,2

Проверку двигателя проведём по методу эквивалентных величин:

Мдв ном >= Мэкв, где

Мэкв – эквивалентный момент

М дв ном – номинальный момент двигателя

Величину эквивалентного момента высчитывают по формуле:

, где

М*мин – минимальный приведённый момент

tп – время пуска

tт – время торможения

- коэффициент, учитывающий условия охлаждения

- коэффициент, учитывающий условия охлаждения во время паузы

Для данного типа двигателя примем

Коэффициент можно вычислить по формуле:

, получим =0.975

Расчёт моментов пуска и торможения произведём по формулам:

Мп = -Мт = 4*Мном, получаем

Мп = 59*4 = 236 Н*м

Мт = -236 Н*м

Максимальный приведённый момент равен:

М*мах = Fмахсопр/(I ред*КПДред), где

I ред – передаточное отношение редуктора

I ред = w двиг / V мех, где

V мех – скорость перемещения механизма

w двиг – скорость вращения двигателя

W двиг = 2*П*n / 60 = 2*3.14*2120 / 60 = 222 рад/с

I ред = 222/0.5 = 444 рад/м

Тогда М*мах = 1000/(444*0.2) = 11 Н*м

Минимальный приведённый момент равен

М*мин = 0.1*М*мах

М*мин = 0.1*11 = 1.1Н*м

Время пуска и торможения вычислим по формулам:

, где

w дв – скорость вращения вала двигателя

J* - приведённый суммарный момент инерции

J* = Jдв+Jред+Jмех/iред^2, где

Jдв – момент инерции ротора двигателя

Jред – момент инерции редуктора

Jред = 0.2*Jдв = 0.06 кг*м^2

Тогда:

J* = 0.3 + 0.06 + 50/444^2 = 0.36 кг*м^2

Тогда времена пуска и торможения:

tn = 0.36 с

tт = 0.34 с

Режим работы механизма повторно-кратковременный, нагрузочная диаграмма выглядит следующим образом:

Рис. Нагрузочная диаграмма механизма

Примем число позиционирований механизма 100 в час, а максимальный коэффициент продолжительности цикла = 0,8. Тогда:

- минимальное время цикла.

Относительный коэффициент продолжительности цикла:

,

Откуда tp=28,8 с – время рабочего периода

Тогда tр1 = tр2 = (tр – tn - tm)/2 = (28,8-0,36-0,34)/2 =14,05 с

Время паузы:

to = tцикла – tраб = 36 –28,8 = 7,2 с

Произведём расчёт эквивалентного момента:

Н*м

59 > 35,6 значит двигатель выбран правильно.

Нагрузочная диаграмма двигателяприведена на рисунке.

Рис. Нагрузочная диаграмма двигателя